第32卷第4期
2013年12月
计 算 技 术 与 自 动 化
C0mputingTechn0I0gyandAut0mati0n
,
收稿日期:2013一05一16
基金项目:科技部863计划项目(2012AA012g04)
作者简介:胡卉卉(1g82一),女,湖北黄冈人,工程师,硕士研究生,研究方向:软件理论,网络安全。(E一maiI:BiIIs0ng@);宋
丹(1g80一),男,湖南长沙人,工程师,硕士研究生,研究方向:人工智能,网络安全。
文章编号:1003一61gg(2013)04一00g2一04
基于位置的服务在车联网系统中的应用
胡卉卉1,宋 丹2
(1.国网武汉供电公司,湖北 武汉 430000; 2.武汉市工程科学技术研究院,湖北 武汉 430000)
摘 要:车联网作为物联网在汽车行业的应用领域之一,是汽车智能化的重要发展方向,介绍基于位置
的服务,并详细描述该服务的一个应用实例:一套完整的基于位置服务的车辆调度管理系统;介绍该系统的
部分功能模块的详细功能以及该系统在实践中的应用,说明该系统应用前景和社会效益。
关键词:位置服务;车联网;LBS
中图分类号:TP31g 文献标识码:A
TheAppl1Cat10n0fVeh1CleNetw0rk1ngsy5temBa5ed0nLBs
HUhui一hui1,SoNGDan2
(,Wuhan 430000,China;
,Wuhan 430000,China)
Ab5traCt:lnternet0fvehicIeas0ne0ftheappIicati0nsintheaut0m0tiveindustry,isanimp0rtantdeveI0pmentdirecti0n
,anddescribesanappIicati0nexampIe0ftheserv一
ice:aset0fvehicIescheduIingmanagementsystembased0nI0cati0nservice;intr0ducess0mefuncti0nm0duIe0fthesystem
andthesystemisusedinpractice,describesthesystemappIicati0npr0spectands0ciaIbenefit.
Keyw0rd5:I0cati0n一basedservices;internet0fvehicIe;LBS
1 前 言
近年来,物联网概念的不断推广,物联网技术
不断进步,其所涉及的领域越来越广泛。从
TeIematics发展而来的车联网已经越来 被认作作
为物联网的一个分支领域中,虽然是一个新生事
物,但发展迅速,取得了巨大成绩,相关应用、服务、
产品层出不穷。众多新技术的不断涌现带动了互
联网和电信增值业务的高速发展,为社会提供新的
信息服务产品成为可能。基于位置的服务(LBS一
L0cati0nBasedService),又称定位业务,它是通过
移动通信网络获得移动车辆的位置信息,在地理信
息系统平台和大容量空间数据库的支持下,把车联
网、交通、购物、旅游、物流等各种信息根据进行相
应的处理和融合,为用户提供各种信息的综合查询
和应用服务[1,2]。武汉市工程科学技术研究院(以
下简称武汉市工科院)结合车联网技术、GPS技
术、互联网技术开发出了以一套基于位置的服务车
联网系统。
2 系统简介
基于互联网B/S架构的LBS位置服务系统主
要提供针对集团企业等行业车辆的位置服务功能,
对于申请了此项服务集团企业的管理者和集团一
般用户,客户端不需要安装任何软件和数据,只需
要通用的浏览器和相应的验证鉴权信息就可以登
录到LBS定位平台 WEB网站。对于集团管理者
而言,系统提供了对所有集团注册车辆的位置信息
进行查看和监控的功能,同时对不同类型的企业信
息数据可以进行方便的管理和维护工作,LBS定
第32卷第4期 胡卉卉等:基于位置的服务在车联网系统中的应用
位平台站点还提供 Web方式的电子地图的发布和
信息查询分析功能。LBS定位平台可以允许多个
用户同时通过不同的网络连接对中心数据库进行
操作和位置信息地查询,本系统既可以作为集团企
业的内部信息的管理和维护平台,也可以定制为公
众用户进行查询访问的 Web站点,还可以作为针
对集团用户进行车辆追踪和监控的应用系统。
LBS定位平台系统分为"管理平台,和"业务
平台,两大部分,不同的部分针对不同的对象提供
不同的功能和服务。其中"管理平台,是针对运营
服务商和系统管理员进行系统维护和企业集团信
息管理的操作平台,而"业务平台,是针对集团企业
管理者和用户进行定位查询和集团信息管理的应
用平台[3]。
3 系统权限实现描述
LBS位置服务系统根据企业集团应用的实际
需要,对于系统角色和权限是采用分级授权的管理
模式,主要包括四大类用户角色:"LBS位置服务
系统管理员,、"集团系统管理员,、"集团定位管理
员,和"一般终端用户,。
图1 系统分级权限管理图
4 统详细功能介绍
系统空间数据管理
本系统采用基于B/S网络结构的空间数据管
理机制。由于基于文件系统的空间数据管理体系,
比较适合于建立独占型 GlS系统,但难于实现多
用户共享,特别是并发式共享。GlS系统要在本地
文件系统的基础上,建立空间网络数据库,必须要
解决网络通讯、用户管理、数据安全、数据调度效率
等诸多问题,难度非常大。而商业化的数据库管理
系统在解决上述问题方面却是强项,因此,网络化
的GlS系统一般都用商业化的数据库管理系统来
管理数据。
GlS的空间实体模型之间的映射关系,这种映
射通过"空间数据库引擎,来完成。空间数据库引
擎分为服务器端和客户端两部分。客户端通过
oDBC驱动程序与数据库连接并操作数据库,在服
务器端,空间数据库引擎提供了建立网络空间数据
库所必须的一些存储过程、功能组件、面向GlS系
统管理员的空间数据库管理维护工具等。空间数
据库引擎在客户端和服务器端的功能如何分配,需
根据服务器和客户机的性能、网络带宽等因素
确定。
GlS地理信息系统对于武汉市工科院车辆
GPS调度管理的电子地图图层数据将集中存储、
分级维护。图形数据库管理子系统是地理信息系
统的重要组成部分。在数据获取过程中,它用于存
储和管理地图信息;在数据处理过程中,它既是资
料的提供者,也可以是处理结果的归宿处;在检索
和输出过程中,它是形成绘图文件或各类地理数据
的数据源。图形数据库中的数据经拓扑处理,可形
成拓扑数据库,用于各种空间分析。GlS平台可以
与流行的关系数据库(如 MSSQLSERVER、oR一
ACLE等)良好结合,完全支持关系型数据库的空
间数据存储,满足数字地图存储和应用的需要,可
以处理海量数据,运行速度具备国际领先的优势。
由于应用了先进的数据库技术,GlS系统提供
了方便、实用的数据处理方法。GlS信息查询功能
系统提供了经纬查询、日期查询、标识查询和条件
查询功能,用户根据需要可随时选择任何方式进行
操作。图幅检索提供了空间条件检索、库类检索、
图形属性检索以及综合条件检索;用户利用这些功
能可将所需要的图形及属性数据从图库中提取出
来。GlS输人编辑系统提供了野外数据采集、原图
(底图)数据数字化输人、开放式的文件转换等多种
数据更新和升级的手段。
GPs/G1s功能模块
根据对标书需求的了解,可以将系统平台划分
为7大功能模块:
3g
计算技术与自动化 2013年12月
, 车辆定位查询功能、车辆追踪功能
, 轨迹取回与轨迹存储
, 轨迹回放与速度曲线
, 车辆远程控制、远程拍照功能及图像存储
, 报警功能、车辆调度
, 统计分析报表及数据维护管理功能
, 车辆管理、驾驶员管理及外部接口和扩展
功能
详细功能展示
GPS/GlS地图处理示意图
通过例如"红、橙、黄、绿,四色等不同颜色快速
而正确在地图上标注出车辆行驶线路、各分公司地
理位置、电力光缆线路、巡线行驶坐标等公司管理
所需基础数据的图上位置,在电子地图上可理想实
现快速放大和移动,提供了整个警用电子地图的逐
级和跨级快速放大缩小和移动功能,提供了鹰眼、
测距、全屏功能、测距、信息点标注、道路行走路线
设计等功能[4,5]。
图2 地图处理示意图
图3 高分辫率遥感影像地图
GPS定位监控管理 车辆定位和人员
跟踪
结合高分辨率遥感影像地图,在电子地图上对
监控车辆实施实时跟踪定位,并在电子地图上实现
快速放大、缩小和快速移动,提供了整个电子地图
警用地图的逐级和跨级快速放大缩小和移动功能,
提供了鹰眼、测距、全屏功能;同时提供矢量栅格图
和影像栅格地图的切换。
轨迹查询回放功能
查询车辆某一时间段的位置信息,根据用户设
置的播放频率进行轨迹回放,可自由切换显示平面
地图和卫星遥感地图,对比查看。
车辆指挥调度管理
GPS/GlS系统可一屏最多同时显示500台终
端的实时位置,并与运营商的短信网关进行无缝对
接,横向集成了车辆语音调度、地理信息显示、车辆
4g
第32卷第4期 胡卉卉等:基于位置的服务在车联网系统中的应用
和司乘人员定位、短信指令和反馈、工作面视频监
控系统、无线移动视频监控等子系统,把指挥调度
终端延伸到工作面,实现"扁平化指挥,(即指挥中
心可在全省范围内进行网上"点击,指挥,基层工程
车辆和施工人员就近接受指令,迅速赶往现场
处置)。
也可支持通过 GPRS/CDMA1X数据通道发
送短信文本,实现内部车辆调度。
车辆管理与控制 电子栅栏及行驶区域
管理
通过电子栅栏管理区域设置、范围设置约束车
辆及司乘人员,在限定区域做线路巡查与施工作
业,可以有效的防止公车私用、在职脱岗等事件及
交通事故的发生。
图4 电子栅栏图
报警功能
当车辆违规行驶或发生异常情况时,根据客户
需要可以自动报警并提示报警原因,通过平台标
识、声光或短信息等方式提示管理员及时监控,可
提供报警类型为:
, 车辆超速报警(车辆行驶速度超过系统设
置的安全速度时报警)
, 安全报警(即紧急报警,终端紧急求助按钮
按下时报警)
, 箱门开启(当车厢被非法开启时报警)
, 断电报警(当主电源停止供电或电压过低
时,自动启用备用电池并报警)
, 路线偏移报警(当车辆行驶偏离了系统预
先规定的行驶路线时报警)
综上所述武汉市工科院开发的基于位置的服
务车联网系统是典型的LBS在车联网系统中的应
用,目前已经应用到部分城市的企事业单位的车辆
管理中,具有很好的社会和经济效益,应用前景
广泛。
参考文献
[1] 郭之晓,胡捍英.第三代移动通信网的位置服务体系结构
[J].通信技术,2002,(5):5一6.
[2] 陈金山,杨学军,黄载禄.位置服务一种新的移动增值业务
[J].移动通信,2002,(1):12一16.
[3] 李蕾,于华楠,姜元清.浅析蜂窝定位技术及位置服务[J].东
北电力学院学报,2003,(4):35一37.
[4] 曾宪均,毛恩荣,宋正河.紧急救援系统处警时间分析[J].山
东交通科技,2005,(4):15一17.
[5] 周脚根,边馥荃.一种基于位置的移动服务系统的设计与实
现[J].武汉大学学报:信息科学版;2006,(4):55一58.
5g
